双曲面钢桁架吊装施工技术攻关

双曲面钢桁架吊装施工技术攻关山东锦城钢结构有限责任公司南通建筑工程总承包有限公司陈飞李团结【摘要】双曲面钢桁架吊装施工技术攻关【关键词】双曲面结构高空作业量大精度要求高一、工程概况•东营奥体中心是东营市2013年度市政府2号实事工程，工程位于东营市东城区胜利大街以西、东三路以东、南二辅路以南、奥体路北。建筑规模约1.2万平方米，奥体中心包含体育场、网球馆、游泳馆、体育馆四大部分，项目建成后将成为东营市重要的体育赛事比赛场地及全民娱乐中心。•该工程采用先进的设计思路及先进的管理方法，保证结构的美观。网球馆的结构形式是上部为钢结构罩棚，主体平面呈圆形，采用沿径、环向布置的交叉倒三角形管桁架，管桁架上有作为造型的二次结构。罩棚直径约为110m，中心开口直径约为55m，罩棚最高点标高约为25米。罩棚由24榀主桁架和部分联系次桁架和系杆等构成，主桁架主要形式为外支座支撑于地面或是一层看台混凝土柱顶，内支座支撑于看台混凝土柱。网球馆平面图和立面图：外环支座CHJ1HHJ1HHJ3HHJ4HHJ5ZHJ2钢结构罩棚平面布置图钢结构罩棚立面布置图外环支座二、工程特点•主桁架双曲结构，现场制作条件艰苦。安装难度高，可作业性低，悬挑长，节点构造新颖，技术要求高。•构件材料非常规，采购难度大，钢管弯弧精度要求高•钢管弯弧精度要求高，每榀桁架都是双曲面倒三角桁架，且弧度大、变径多、曲率变化快。•现场高空焊接量大，散件多：现场焊缝10000余米，散装构件7800多件。•平板桁架采用吊杆式连接在主拱上，采用高强螺栓连接与焊接共同承载。•吊装半径比较大，吊装半径达到46m。•现场高空作业量大，除高空焊接量大外还有高空拼装等作业，施工难度较高。•施工工期紧，钢结构总吨位达到800吨，总工期60天。三、QC小组简介1、小组概况小组名称山东锦城钢结构有限责任公司技术攻关QC小组小组类型攻关型成立时间2010年8月课题活动时间2013.8-2013.10活动课题双曲面钢桁架吊装施工技术攻关本课题注册时间2013年4月2、小组成员序号姓名性别年龄学历职称职务组内职务1李团结男38本科工程师项目经理吊装总指挥2陈飞男37本科工程师技术负责人技术总负责3刘道峰男45本科工程师技术负责人组员4张朝华男28专科助工技术员组员5苏兴朴男45专科助工安装负责人组员6谭秀儒男50专科助工安全负责组员7陈田华男30专科助工质检员组员8宋帅帅男26专科助工资料员组员3、小组活动情况小组活动情况活动内容内容人数人次出勤率总出勤率计划阶段主桁架吊装方案83690%96%实施阶段主桁架吊装940100%检查阶段效果检查82879%处理阶段完善吊装方案72796%4、小组活动历史•山东锦城钢结构有限责任公司技术攻关QC小组成立于成立于2010年8月,每年在公司企管部注册并持续有效地开展QC活动，取得较为丰硕的成果，主要成果如下:•2010年《建湖体育馆管桁架支撑平台系统》获公司一等奖；•2010年《曲面桁架桁架施工工法》获省级功法•2013年《方兴大道183米跨主拱管桁架吊装》获国家级优秀QC小组奖四、选题理由•公司质量要求：切实履行公司质量方针：为顾客提供满意的产品，确保工程一次校验合格率100%；顾客投诉处理满意率100%；本工程是公司的重点工程.•影响及声誉：本工程位于东营市南二环旁，是东营市政府2013年度重点工程，其工程质量的好坏对我公司在东营市的声誉有较大的影响。•工程质量要求：本工程质量目标为确保“优质工程”，争取“钢结构金奖”。•工程施工安装质量要求：双曲面桁架对于吊装场地、吊装机械、吊装工人的技术要求都非常高，选择合理而有效地吊装方案不仅能提高吊装速度，而且吊装质量更能保证。•选定课题：双曲面钢桁架吊装施工技术攻关五、现状调查•本QC小组对本工程图纸进行了客观的分析，根据以往类似本工程实力，此类桁架结构吊装，在以往施工时，采用空中组装，整体滑移法安装方案。此方案工装措施用料投入量大，施工工期长，用大面积场地。而本工程工期紧迫，任务繁重，如采用类同一期的施工方案，将很难按期完成施工任务，同时浪费大量财力。六、活动目标及可行性分析1、活动目标目标目标保证阶段性工期，并提前10天保证大跨度管桁架优质、高效、安全的吊装成功经济目标质量目标工期目标节约成本15万元2、可行性分析目标一定能实现本小组成员技术水平高，责任心强，管理经验丰富本小组有很强的攻关能力，成员较年轻，能吃苦，干劲足建设、设计、施工等单位的领导都非常重视机械设备充足，吊装小组人员经验丰富七、第一次PDCA循环1、组织设计优选吊装方案针对双曲面大跨度桁架吊装方案，我们QC小组多次组织各专业技术人员、设计人员召开专题研讨会，研究出以下两种吊装方案：68分施工精度不易控制，进度慢，需施工大吨位吊车，造成成本升高，吊装体积大，对工人的安全无法保证高空作业量小，易于主次桁架间的对接将主桁架与次桁架在地面拼装在一起，然后一次性吊装方案293分高空作业量大，空中对接困难对于双曲面桁架单独作业易吊装，施工精度高，施工进度快，节约吊车成本，危险性小将主桁架用150吨位履带吊单独吊装方案1评分缺点优点内容方案通过以上优缺点分析并结合本工程实际情况，QC小组成员各抒己见，最后确定了采用方案一，即将主桁架用150吨位履带吊单独吊装，次桁架、二次结构及檩条等，靠近外围部分在外围环形道路上使用汽车吊吊装，靠近内环的部分，使用50吨汽车吊进入到建筑内部吊装。2、确定大型双曲面桁架吊装问题结合工程实际情况，本QC小组于2013年9月7日对影响主拱桁架吊装问题进行分析。（因果分析图）起重机性能不满足吊装机械运转半径小吊索不合格吊装方案选择不恰当吊装方案不经过可行性分析桁架吊点位置选择不恰当机械设备多单位交叉作业场地过于潮湿（雨季）吊装方案环境(条件)影响双曲面桁架吊装因素人的因素管理吊装经验不足操作人员不服从指挥操作人员质量意识不高盲目抢工期检查力度不够管理和奖罚制度不健全3、要因确认从因果分析图可以看出，影响桁架吊装的末端因素共有16条。小组成员通过现场验证等方法确定要因：序号末端因素验证方法验证内容负责人验证时间验证结果1吊装方法选择不恰当研究分析工装用料投入量，占用施工用地大，施工工期李团结张朝华2013-9-5非要因2吊装方案不经可行性分析研究分析吊装方案须经主要负责人及技术人员论证分析并认可陈飞2013-9-5非要因3起重机性能不满足检查分析起重机性能不满足吊装要求李团结刘道峰2013-9-5要因4吊装机械运转半径小调查分析工现场路岛已施工完毕，吊车就位困难，构件转运范围大苏兴朴2013-9-5非要因5吊索不合格检查分析磨损、压扁、股松弛、弯折、绳芯外露等谭秀儒张朝华2013-9-7非要因序号末端因素验证方法验证内容负责人验证时间验证结果6桁架吊点位置选择不恰当调查分析经过计算求出最佳吊点位置，并保证桁架吊点处的刚度李团结宋帅帅2013-9-10要因7多单位交叉作业检查分析土建、安装、电子通信各单位同时施工，人员集中刘道峰陈田华2013-9-13非要因8吊装地面过于潮湿（雨季）现场调查环境过于潮湿，吊索易于滑脱，且为高空作业，安全可靠度很低李团结张朝华2013-9-15非要因9吊装构件外形尺寸大现场调查地面主桁架拼装，占用相当大施工场地，提供吊机转运场地极为有限苏兴朴宋帅帅2013-9-15非要因10经验不足调查分析年轻人居多，没有类似吊装经验李团结张朝华2013-9-10要因11操作人员不服从指挥现场调查纪律观念淡薄，配合意识不强李团结陈飞2013-915非要因序号末端因素验证方法验证内容负责人验证时间验证结果12操作人员质量意识不高调查分析加强质量教育，提高质量意识刘道峰李团结2013-9-15非要因13配合不默契现场调查桁架吊装采用四机抬吊法吊装，吊机操作人员要听从指挥，配合默契苏兴朴谭秀儒2013-9-15非要因14盲目抢工期调查分析片面追求工期，工人日夜加班，自身要求降低张朝华宋帅帅2013-9-18非要因15检查力度不够调查分析工期紧，现场交叉专业作业多、面广，监督检查力度不足王德军陈飞2013-9-18要因16管理和奖罚制度不健全调查分析管理上存在漏洞，奖罚力度不够李团结陈田华2013-9-18非要因从以上分析表可以看出：操作人员经验不足、起重机性能不满足、检查力度不够、桁架吊点位置不合适等四个因素为影响桁架吊装的主要因素。4、要因确认•针对以上所得的要因，制定以下对策：序号要因现状目标对策责任人完成时间1操作人员经验不足年轻人居多，没有类似吊装经验吊装小组成员彻底熟悉吊装工艺和程序，使操作人员对吊装工艺心中有数组织相关人员学习吊装工艺和程序，并做好技术、安全交底李团结张朝华2013-9-152起重机性能不满足起重机性能不满足吊装要求吊车性能满足吊装要求，减少转运次数测量吊车就位点，选择大吨位吊车，直接就为吊装李团结刘道峰2013-9-10序号要因现状目标对策责任人完成时间3检查力度不够工期紧，现场交叉专业作业多、面广，监督检查力度不足每道工序都须经专业人员检查并签字认可方能合格，方可进入下道工序施工现场派责任工程师和质量检查员进行督查，严把质量关谭秀儒陈飞2013-9-204桁架吊点位置不合适经过计算求出最佳吊点位置，并保证桁架吊点处的刚度起吊点位置应通过屋架重心位置，保证起吊过程屋架平稳，避免振动或摆动。熟悉施工纸，通过计算分析确定出屋架最佳吊点位置李团结宋帅帅2013-9-155、实施对策：•根据以上对策表，本QC小组全体成员及时进行实施落实。•实施一：在负责人李团结、陈飞组织下，多次对吊装小组人员召开技术交底会，并在屋架吊装前进行方案交流会，了解、熟悉吊装工艺及要点，解决技术难题，使吊装人员做到心中有数。•实施二：在负责人李团结宋帅帅组织下，熟悉图纸，并通过现场施测，算出屋架最佳吊点位置。•实施三：结合工程情况，选用150型履带吊进行吊装。QUY150履带起重机起重性能表•实施四：坚持“三检制”及责任工程师第一责任人制，做到每一道工序都严格把关。第一榀主桁架吊装实践过程图：绑扎起吊就位和临时固定:6、第一次PDCA循环检查及总结•在落实以上措施后，我们于2013年9月28日对第一段西侧主拱管桁架架进行正式吊装，从绑扎→起吊→就位→临时固定→校正→最后固定焊接，第一榀主桁架吊装圆满完成。但通过第一榀主桁架吊装实践，本小组发现一榀桁架架的吊装整整花了约6个小时，效率很低。同时根据第一榀吊装，我们分析了以后的施工程序，主桁架吊装完成后，次桁架吊装时会很难定位。为此我们QC小组围绕提高桁架架吊装效率及次桁架吊装定位问题进行了第二次PDCA循环。八、第二次PDCA循环1、活动目标：完善吊装措施，提高主拱桁架吊装效率及次桁架吊装定位精度。2、现场调查在第一榀主桁架吊装过程中，我们发现在桁架吊装的所有工序中，桁架就位是最为耗时的一个环节，也是最困难的一个环节。在桁架就位过程中，桁架端双拱双曲四个接点很难同时就位，更难保证双拱双曲连接面平滑过渡及接头面不错位，重量较大不易控制,桁架两端连接很难拼接就位。3、原因分析吊装过程中看台位置影响吊车就位起重臂展大吊装方案不经过可行性分析构件整体尺寸大机械设备因素方法的因素材料的因素影响屋架就位的因素人的因素起重机操作员不熟悉指挥信号指挥不统一,配合不协调4、要因确定序号末端因素验证方法验证内容负责人验证时间1起重机操作员不熟悉指挥信号操作人员对指挥信号不熟悉,不按指挥人员的各种信号进行操作调查分析李团结非要因2指挥不统一，配合不协调指挥不统一，动作不协调，升降移动不同步调查分析陈飞要因3看台位置影响吊车就位充分考虑吊车性能，斜位吊装现场调查刘道峰非要因4起重机臂展大起重半径35米，高度45米，臂展70米较大，不利于构件位置调整现场调查张朝华非要因序号末端因素验证方法验证内容负责人验证时间4起重机臂展大起重半径35米，高度45米，臂展70米较大，不利于构件位置调整现场调查张朝华非要因5揽风绳构件外形尺寸大数量不足构件尺寸大，不易轻微调整现场调查苏兴朴要因6吊装方案不经过可行性分